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井下電氣設(shè)備的安全保護措施 一、前言 隨著采煤技術(shù)的不斷發(fā)展，越來越多的大型機電設(shè)備和先進的控制系統(tǒng)在煤礦企業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用，對煤礦安全用電要求也隨之提高。但是當前煤礦用電管理工作中還存許多問題，煤礦安全用電防范事故發(fā)生不僅關(guān)系到煤礦企業(yè)的產(chǎn)量和效益，而且直接影響到礦井的安全生產(chǎn)。由于煤礦井下環(huán)境的特殊性，在電氣施工和使用過程中，往往由于工作疏忽大意，操作技術(shù)不熟練或者沒有遵守操作規(guī)程和安全技術(shù)規(guī)程，而造成安全事故。本文針對煤礦井上下用電安全管理存在的問題進行探討。因此。做好搞清楚用電的各方面注意事項，對于促進煤礦安全生產(chǎn)有著十分重要的意義。 二、漏電保護 （一）、漏電故障 隨著井下用電設(shè)備數(shù)量的增多和電壓的升級，供電與用電的安全問題日益突出。其中漏電故障具有危害大、發(fā)生率高、突發(fā)性強、分布范圍廣、不易察覺等特點，成為影響電力系統(tǒng)安全運行的重要因素。漏電保護設(shè)施可以監(jiān)測電力系統(tǒng)的運行狀況，一旦漏電發(fā)生，保護設(shè)施可以有效控制故障的發(fā)展和事態(tài)的惡化。 （二）、漏電故障造成的危害 1、人身觸電。當電氣設(shè)備因絕緣損壞而使外殼帶電，而工作人員又接觸此外殼時，就會導(dǎo)致人身觸電事故。此時如地電流的一部分將要從人體流過，其數(shù)值大到一定程度就會造成工作人員的傷亡。工作人員觸及刺破橡套電纜外護套而暴露在空氣中的芯線時一種更加嚴重的人身觸電，此時，入地電流絕大部分流經(jīng)人體，因而對工作人員的危險性更大。 2、引起沼澤氣及煤塵爆炸。我國大部分煤礦有沼氣喝煤塵爆炸的危險，當井下空氣中沼氣活煤塵達到爆炸濃度且有能量達到0.28mj的點火源時，就會發(fā)生沼氣活煤塵爆炸。井下的點火源絕大部分是電火花，而漏電所產(chǎn)生的電火花則占有相當?shù)谋壤?，當電網(wǎng)發(fā)生單相接地或設(shè)備發(fā)生單相碰殼時，在接地點就會產(chǎn)生電火花，若此電火花具有足夠的能量，就可能點燃沼氣和煤塵。 3、使電雷管無準備引爆。漏電電流在其通過的路徑上會產(chǎn)生電位差，漏電電流的數(shù)值越大，所產(chǎn)生的電位差就越大，如果電雷管兩端引線不慎與漏電回路上具有一定差的兩點相接，就可能發(fā)生電雷管無準備爆炸的事故。 4、燒損電氣設(shè)備，引起火災(zāi)。長期存在的漏電電流，尤其是兩相經(jīng)過度電阻接地的漏電電流，在通過設(shè)備絕緣損壞處時將散發(fā)出大量的熱，使絕緣進一步損壞，甚至使可燃性材料（如非阻燃性橡套電纜）著火燃燒。 （三）、導(dǎo)致漏電的原因 1、電纜、電氣設(shè)備自身原因?，F(xiàn)象有：電纜在井下長期運行中，絕緣老化、受潮，導(dǎo)致絕緣性能下降；電動機工作時，繞組絕緣受熱膨脹，停機后的繞組絕緣冷卻收縮，長期使用的結(jié)果是絕緣材料出現(xiàn)縫隙，潮氣容易侵入，導(dǎo)致對地絕緣電阻降低。 2、操作、維修不當?，F(xiàn)象有：采掘機械遷移時，對電纜防護不財，導(dǎo)致電纜受到擠、壓等外力，影響其絕緣性能;對檢修后的電氣設(shè)備送電時，由于內(nèi)部殘留有多余的零部件或遺留金屬工具，導(dǎo)致帶電部分和外殼之間的電氣距過小，或二者直接接觸;過載保護的動作值整定不適，導(dǎo)致過載長期存在而使絕緣受損。 3、施工、安裝不當?，F(xiàn)象有：電纜與設(shè)備連接時，相線與地線接反；電纜冷補或熱補時，操作工藝有誤或使用的材質(zhì)低下，影響絕緣性能；將電氣設(shè)備安設(shè)在淋水或其他易使設(shè)備受潮的地方。 4、管理不當?，F(xiàn)象有：購入并使用質(zhì)量低劣的設(shè)備、電纜，其絕緣性能往往不能滿足要求；電纜長期浸泡在水中或埋壓，沒有及時處理。 三、過流保護 （一）、過電流故障 過電流故障是指實際通過電氣設(shè)備或電纜的工作電流超過了額定電流值。常見的過電流故障有短路、過負荷、斷相三種。 1、短路的危害與原因。在井下發(fā)生的短路故障有兩相短路和三相短路。短路屬于最嚴重的過電流故障，對故障點周圍的其他設(shè)備的正常運行造成很大的影響，短路點電弧中心溫度達2500-4000攝氏度，短時間可能會燒毀設(shè)備或電纜，引起電氣火災(zāi)，甚至引起瓦斯、煤塵爆炸。造成短路原因主要有： （1）絕緣擊穿。由于絕緣老化、受潮或接線頭工藝不符合要求等問題可能導(dǎo)致電纜絕緣擊穿。 （2）機械損傷。如對電纜或電氣設(shè)備防護不當，致使其受外力作用。 （3）誤操作。如將未停電線路當成停電線路進行短路接地；對剛檢修完畢的設(shè)備送電時，忘記拆除短路接地線。 2、過負荷的危害與原因。過負荷是指電氣設(shè)備或電纜的實際工作電流超過了額定電流值。而且超過了允許的過負荷時間。其原因主要有電源電壓過低；機械性堵轉(zhuǎn)；重載起動等 3、斷相的危害及原因。斷相是指三相供電線路或設(shè)備出現(xiàn)一相斷線，設(shè)備在運行中斷相后，仍會運轉(zhuǎn)，但由于機械負載不變，其工作電流會比正常的工作電流大，引起過負荷。造成斷相的主要原因有：熔斷器一相熔斷；電纜與電纜或電纜與設(shè)備沒有可靠連接；電纜芯線中有一相斷線 （二）、過電流保護裝置 1、過電流保護裝置的種類和作用。過電流保護裝置包括短路保護、過負荷保護和斷相保護。目前我礦井下低壓電網(wǎng)過電流保護裝置主要有電磁式過流繼電器、熔斷器、執(zhí)繼電器等。井下高壓電動機、動力變壓器的高壓控制設(shè)備，應(yīng)具有短路、過負荷、接地和欠壓釋放保護。 （1）熔斷器熔斷器的熔體通常用低熔點的鉛、錫、鋅合金制成，串接在被保護的電氣設(shè)備的主回路中，當電氣設(shè)備發(fā)生短路時，短路電流使熔體溫度急劇升高并使其熔斷，從而將故障線路切除。熔斷器在起動器、軟起動裝置、開關(guān)電器的主電路中應(yīng)用普遍。（2）電磁式過流繼電哭喊電磁式過流繼電器是一種直接動作的一次式過電流繼電器，多數(shù)安設(shè)在礦用饋電開關(guān)中，作為變壓器二次側(cè)饋出線的總保護。當流過繼電器線圈的電流達到或超過整定值時，繼電器就會迅速動作。 （3）熱繼電器熱繼電器在井下作為過載保護裝置，對其基本要求就是要有反時限的保護特性。所謂反時限保護特性是指過載程度越重，允許過載時間越短。動作延時隨過載程度的增加而減少。 2、過電流保護裝置的整定計算。過電流故障持續(xù)的時間及其電流的大小決定了對礦井供電系統(tǒng)的破壞程度，因此，必須合理整定過電流保護裝置的動作值，使之在故障發(fā)生時能準確、可靠、迅速地切除故障。若保護裝置動作整定不合適，不僅不能起到保護目的，而且還可能引起嚴重的事故。 整定計算的原則是：通過正常工作電流或尖峰工作電流時，保護裝置不應(yīng)動作；通過最小的兩相短路電流時，保護裝置要可靠動作。 四、接地保護 （一）、保護接地的作用 運行中的電氣設(shè)備，其外殼對地不應(yīng)出現(xiàn)電位。如果內(nèi)部出現(xiàn)絕緣損壞導(dǎo)致一相碰殼漏電，會使其金屬外殼出現(xiàn)對電壓，同時與電氣設(shè)備接觸的其他金屬物上也會出現(xiàn)這類情況，對周圍工作人員的安全構(gòu)成威脅。這種情況下，裝設(shè)保護接地是一種有效的措施。保護接地就是將電氣設(shè)備在正常情況下不帶電的，但有可能帶有危險電壓（36V以上）的金屬外殼、構(gòu)架等與埋設(shè)在地下或水溝中的接地極連接起來，這樣可以減小漏電時外殼、構(gòu)架等對地的電壓。在礦井下，保護接地通過分流作用，可以有效地降低人身觸電的危險，減小漏電。 （二）、井下保護接地系統(tǒng) 根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定，應(yīng)在煤礦井下指定的地點敷設(shè)主接地極、局部接地極，并用電纜鉛包、鎧裝外皮及接地芯線并相互連接起來，形成一個總接地網(wǎng)，稱之為保護接地系統(tǒng)。保護接地組成系統(tǒng)的好處，一是將各接地極并聯(lián)后，可降低系統(tǒng)的接地電阻，提高保護的安全性；二是各接地極互為后備，一旦某接地極斷路，可通過其他接地極實現(xiàn)保護，提高了保護的可靠性。 （三）、接地裝置的安裝、檢查和測定 1、根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，在下列地點應(yīng)裝設(shè)局部接地極： (1)采區(qū)變電所（包括移動變電站和移動變壓器） (2)裝有電氣設(shè)備的硐室和單獨裝設(shè)的高壓電氣設(shè)備。 (3)低壓配電點或裝有三臺以上電氣設(shè)備的地點。 (4)無低壓配電點的采煤機工作面的運輸巷、回風(fēng)巷、集中運輸巷（膠帶 運輸巷）以及由變電所單獨供電的掘進工作面，至少應(yīng)分別設(shè)置一個局部接地極。 (5)連接高壓動力鎧裝電纜的連接裝置。 2、主接地極的安裝。主接地極應(yīng)采用耐腐蝕的鋼板制成，其面積不得小 于0.75㎡，厚度不得小于5mm。考慮礦井水呈酸性，應(yīng)視腐蝕情況適當?shù)丶哟蠛穸然蝈兩夏退峤饘?。主接地極與接地導(dǎo)線必須焊接。 3、局部接地極的安裝。局部接地可設(shè)置于巷道水溝內(nèi)或其他就近的潮濕處。設(shè)置在水溝中的局部接地極應(yīng)用面積不小于0.6㎡、厚度不小于3mm的鋼板或具有同等有效面積的鋼管制成，并應(yīng)平放于水溝深處。設(shè)置在其他地點的局部地極，可用直徑不小于35mm、埋在地下部分的長度不小于1.5ｍ的鋼管制成。 4、接地線的連接 接地母線接地母線用來連接主接地極，應(yīng)采用截面不小于50m㎡銅線， 或截面不小于100m㎡的鍍鋅鐵線，或厚度不小于4mm，截面不小于100m㎡的扁鋼。 5、接地導(dǎo)線連接導(dǎo)線電氣設(shè)備的外殼與接地線母線或局部接地極的連接，電纜連接裝置兩頭的鎧裝、鉛皮的連接，應(yīng)采用截面不小于25m㎡的銅線，或截面不小于50m㎡的鍍鋅鐵線，或厚度不小于4mm、截面不小于50m㎡的扁鋼。橡套電纜的接地芯線，除用作監(jiān)測接地外，不得兼作他用。 （四）、接地裝置的檢查 安裝后的檢查內(nèi)容如下： 1、檢查各部分的選材是否符合規(guī)定，井下禁用鋁導(dǎo)體作接地極、接地導(dǎo)線等。材質(zhì)無誤后，進一步檢查極板面積、厚度、接地線截面是否符合要求 2、檢查各連接處連接是符合規(guī)定的要求。采用焊接的檢查焊接有無缺陷，焊接長度是否符合要求。采用螺栓連接的，檢查螺栓是否經(jīng)過防銹處理，連接處是否鍍鋅鍍錫，螺栓的規(guī)格是否符合要求，是否有彈簧墊圈，螺母是否擰緊。 3、檢查各電氣設(shè)備的接地連接方法是否正確，包括固定設(shè)備、移動設(shè)備。嚴禁串聯(lián)接地。 4、測量接地網(wǎng)總電阻是否在規(guī)定的范圍內(nèi)，在任意一點測得的數(shù)值反映的是接地網(wǎng)的接地電阻值，而不是局部值。若在某點測得值大于2歐，則需要在附近并入一接地極，使測量結(jié)果在2歐以內(nèi)。 （五）、接地電阻的測定 井下保護接地系統(tǒng)接地電阻值的測定，要有專人負責，每季至少檢查一次，并將測量結(jié)果記入記錄簿內(nèi)。 在井下測量時，應(yīng)使用本安型測量儀表，每一移動式和手持式電氣設(shè)備至局部接地極之間的保護接地用的電纜芯線和接地連接導(dǎo)線的電阻值，不得超過1歐，接地網(wǎng)上任一保護接地點測得的接地電阻值不得超過2歐。 五、結(jié)束語 電氣設(shè)備的安全可靠運行,直接關(guān)系著安全生產(chǎn)。該文闡述了對機電設(shè)備使用不當和不加保護可能會產(chǎn)生的各種故障及預(yù)防措施,著重從三大保護即：漏電保護；過流保護。綜上所述，在我們的工作中，只有認識和掌握了"電"的性能和它的規(guī)律，才能利用"電能"來為我們更好的服務(wù),才能為煤礦的安全做出貢獻，保證了礦山安全生產(chǎn)。 參考資料 《綜采維修電工》； 《礦山安全規(guī)程》； 第 8 頁 共 8 頁